פאיאליט

פאיאליט

תכונות המינרל
הרכב כימי	Fe2SiO4
מערך קריסטלוגרפי	אורתורומבי
צורת הגביש	בדרך כלל גרגרי בחצץ של סחף נהרות או בסלעי וולקנים עשירים בברזל כמו כן במסה חסרת צורה, הגבישים מפותחים נדירים וצורתם פריזמות לוחיות שטוחות עד ריבועיות שפאותיהן מקווקוות המסתיימות בפירמידה כפולה.
צבע	צהוב חיוור, ענבר, ירוק צהבהב, חום ירקרק עד שחור (גווני ירוק בהירים מעידים על נוכחות מגנזיום שככל שריכוזו עולה יש להתייחס למינרל כאל פורסטריט)
ברק	זגוגי
שקיפות	שקוף עד שקוף למחצה
פצילות	טובה בשני כיוונים
שבירה	דמוית קונכייה
קשיות	7-6.5 בסולם מוס
משקל סגולי	4.392
שרטוט	לבן
מינרלים נלווים	קוורץ, ספינל, פלגיוקלז, כרומיט, מגנטיט, קריסטובליט, הורנבלנדה, אלמנדין ואוגיט

פאיאליט הוא מינרל נזוסיליקטי (סיליקט במבנה דמוי איים) השייך לקבוצת האוליבין.

תכונות

נוסחת המבנה הכימי של פאיאליט טהור היא Fe₂SiO₄, והוא הקצה העשיר בברזל של האוליבין, שורת מינרלים איזומורפיים (כלומר תרכובות דומות בהרכבן), שבהן כמויות משתנות של מגנזיום וברזל. בקצה השני של השורה האיזומורפית מצוי הפורסטריט העשיר במגנזיום (Mg₂SiO₄). שורה איזומורפית נוספת קיימת בין הפאיאליט לטפרואיט (Mn₂SiO₄). יסודות נוספים כדוגמת ניקל, וסידן יכולים להחליף את המגנזיום והברזל באוליבין, אבל רק בכמויות זעירות כשהתופעה מתרחשת בטבע.

להרכבים מסוימים של פאיאליט ניתנו בעבר שמות ייחודים, שנפסלו אחר כך על ידי האגודה הבינלאומית למינרלוגיה.

• הורטונוליט (Hortonolite) - שם שניתן באמצע המאה ה-19 למינרל שהרכבו נע מ-Fe_1.5Mg_0.5)₂SiO₄) ועד Mg_1.5Fe_0.5)₂SiO₄) (כלומר הוא בין פאיאליט לפורסטריט). המינרל קרוי על שם סילאס ר. הורטון (Silas R. Horton‏; 1881-1820), מינרלוג חובב ממדינת ניו יורק (מדינה).
• קנבליט (Knebelite) - שם שניתן במאה ה-19 למינרל שהרכבו נע מ-Fe_1.5Mn_0.5)₂SiO₄) ועד Mn_1.5Fe_0.5)₂SiO₄) (כלומר הוא בין פאיאליט לטפרואיט). המינרל קרוי על שם קרל לודוויג פון קנבל (Karl Ludwig von Knebel‏; 1834-1744), משורר ומתרגם גרמני.
• רופריט (Roepperite) – ניתן ב-1872 לפאיאליט שנמצא בסטרלינג היל שבניו ג'רזי. הרופריט מכיל בעיקר ברזל, אבל גם מגנזיום, מנגן ואבץ. המינרל קרוי על שם ויליאם רופר (William T. Roepper), שגילה את הגבישים השחורים של המינרל שנתיים לפני כן.

כמו שאר המינרלים בקבוצת האוליבין הפאיאליט מתגבש במערכת האורתורומבית (חבורת סימטריות מרחבית Pbnm) כשהפרמטרים של תא היחידה הם: Å‏a=4.798‏, b=10.387Å‏, c=6.055Å.

הפאיאליט מופיע בטבע בדרך כלל במקבצים גרגריים או חסרי צורה. גבישים מפותחים הם נדירים. צורתם פריזמות לוחיות שטוחות או דמויות תיבה, שפאותיהן מקווקוות, המסתיימות בפירמידה כפולה. גבישים תאומים נדירים, אבל כשהם מופיעים בשלושה (טרילינגים) נוצרת לעיתים צורת כוכב. הפאיאליט נשבר בצורת קונכייה. הקשיות של המינרל בינונית-גבוהה, 7-6.5 בסולם מוס, והמשקל הסגולי הוא בממוצע 4.4.

אופטית המינרל הוא דו-צירי שלילי והוא ניחן בשבירה כפולה. מקדם השבירה של הפאיאליט נע בין 1.82ל-1.87, והוא ניחן בדיכרואיזם (עד כמה משתנה צבע המינרל בהתאם לזווית בה מסתכלים בו) חלש. מזווית אחת הוא נראה צהוב-כתום, חום-אדמדם ומשתי הזוויות האחרות הוא נראה צהוב חיוור. צבעם של גבישי הפאיאליט נע מצהוב חיוור, ענבר, ירוק צהבהב, חום ירקרק עד שחור (גווני ירוק בהירים מעידים על נוכחות מגנזיום שככל שריכוזו עולה יש להתייחס למינרל כאל פורסטריט).

המינרל נתגלה לראשונה ב-1840 על ידי הכימאי הגרמני כריסטיאן גוטלוב גמלין (Christian Gottlob Gmelin‏; 1860-1792), וקרוי על שם המקום בו נתגלה, האי פאיאל (בפורטוגזית: ilha do Faial, באנגלית מתועתק שם האי כ-Fayal, ולכן תעתיק שם המינרל באנגלית הוא Fayalite) בקבוצת האיים האזוריים השייכים לפורטוגל. המינרל מצוי בסלעים הוולקנים המקומיים, אך הדוגמה עליה התבסס גמלין נלקחה כנראה מזיבורית של ספינה.

שימושים

בשל נקודת ההיתוך הגבוהה של הפאיאליט נעשה לעיתים שימוש בו בלבנים חסינות אש, וכחול לטש. גבישי פאיאליט, כמו מינרלים אחרים, נמכרים בחנויות לאספנים.

מקור ותפוצה

מששת ימי בראשית הפאיאליט הוא מרכיב נפוץ בסלעי יסוד אולטרה-מאפיים כדוגמת אובסידיאן, ריוליט, טרכיט, פונוליט ובמחדרים של סיאניט שם הוא מצוי בלוויית מינרלים מקבוצת האמפיבול. בשל נקודת ההתכה הגבוה של האוליבין הוא המינרל הראשון המתגבש ראשון בשורת בואן, תחילה הפורסטריט ואחריו הפאיאליט. הפאיאליט מצוי גם בסלעים מותמרים של סלעים עשירים בברזל שעברו התמרה בחום בינוני. פאיאליט הוא מרכיב ראשי ב"תצורות ברזל מפוספס" שעברה התמרה. מקור נוסף לפאיאיליט הם מטאוריטים של ברזל וניקל שבהם יש דבישים גדולים של פאיאליט התופשים לעיתים 50% מנפח המטאוריט.

בלחצים נמוכים הפאיאליט יציב בנוכחות קוורץ, לעומת זאת אוליבין המכיל מגנזיום אינו יציב, בשל התגובה אוליבין + קוורץ = אורתופירוקסן. ברזל מייצב את הצמד אוליבין + קוורץ. ניתן לחשב את המגבלות על הלחצים בהם נוצרת התערובת אוליבין + קוורץ על סמך התלות בהרכב האוליבין. פאיאליט יכול גם להגיב עם חמצן על מנת ליצור מגנטיט + קוורץ. שלושת המינרלים ביחד יוצרים את מאגר החמצן הקרוי "FMQ" (ראשי תיבות של פאיאליט, מגנטיט וקוורץ). בתגובה כימית זו נעשה שימוש בניסויי מעבדה על מנת לשלוט על פונקציית המצב החולף (fugacity) של החמצן. ניתן גם לעשות שימוש בתגובה זו על מנת לחשב את פונקציית המצב החולף של חמצן כפי שהוא נמדד במקבצים של מינרלים בתהליכי התמרה וביצירת סלעי יסוד.

פאיאליט טהור הוא מינרל נדיר למדי. מקומות לדוגמה בהם ניתן למצוא את המינרל כוללים את מונטה סומה שסמוך להר הגעש וזוב שבמחוז קמפניה, שבאיטליה; מסיב ברוקן (Brocken) בהרי הרץ בגרמניה; רפטסונד (Raftsund) שבנורווגיה; במחדרים של סאקרגארד (Skaergaard) ואילימאוסק (Ilimaussaq) בגרינלנד; בסטרלינג היל שבניו ג'רזי, באזור כיפת סנט פיטר (St. Peters Dom ) בסמוך לפסגת פייק (Pikes Peak) בקולורדו, ובצוק אובסידיאן (Obsidian Cliff) בפארק הלאומי ילוסטון בויומינג שבארצות הברית.

בישראל ניתן למצוא פאיאליט בתצורת חתרורים (למשל בבקעת חתרורים מזרחית לערד).

לקריאה נוספת

• Deer, W. A., Howie, R. A., and Zussman, J. (1992). An introduction to the rock-forming minerals (2nd ed.). Harlow: Longman ISBN 0-582-30094-0

קישורים חיצוניים

• אתר WebMineral
• אתר Mindat
• אתר Mineral Galleries
• אתר המינרלים של פרנקלין וסטרלינג היל שבניו ג'רזי
• פרויקט rruf